CC BY
75
УДК 574:621.311.25 (470.61)
ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ВОДОЕМА-ОХЛАДИТЕЛЯ РОСТОВСКОЙ АЭС ПЕРЕД НАЧАЛОМ ЕГО ПРОДУВКИ
О.И. Горская, С.Г. Калинина, Г.В. Кравцова, Л.А. Черешнева, С.В. Ракуть,
Е.В. Випхло, М.С. Бублик
Филиал ОАО «Концерн Росэнергоатом» «Ростовская атомная станция»; Волгоградское отделение Государственного научно-исследовательского института озерного
и речного рыбного хозяйства _(ВО ФГНУ ГосНИОРХ)_
Kontsern Rosenergoatom branch of JSC «Rostov nuclear station»; Volgograd Division State Institute for Lake and River Fisheries (FGNU GOSNIORKH)
Представлены результаты современного гидробиологического режима водоема-охладителя Волгодонской АЭС и прилегающей акватории Цимлянского водохранилища. Даны структурно-функциональные характеристики основных водных сообществ, которые являются частью начального этапа биомониторинга связанного с предстоящей продувкой охладителя. Материалы необходимы для дальнейшей оценки влияния продувки на гидробиотическое состояние охладителя и Приплотинного плеса Цимлянского водохранилища.
Ключевые слова: гидробиологический режим, Цимлянское водохранилище, водоем-охладитель, Волгодонская АЭС, водные сообщества, структурно-функциональные характеристики, продувка.
The results of modern hydrobiological regime of the cooling reservoir of the Volgodonsk nuclear power plant and the adjoining areas Tsimlyansk reservoir. Given the structural and functional characteristics of the major aquatic communities that is part of the initial phase of biomonitoring associated with the upcoming scavenging cooler. These materials are required to further assess the effect of scavenging on the hydrobiological state cooling reservoir and Dam reach Tsimlyansk reservoir.
Keywords: hydrobiological regime, Tsimlyansk reservoir, cooling reservoir, Volgodonsk nuclear power plant, aquatic community, structural and functional characteristics, scavenging.
Формирование биоты охладителя Ростовской АЭС с момента его существования до настоящего времени находится в тесной зависимости от ряда определяющих факторов, связанных с особенностями водоема: повышенной температурной нагрузки, возрастающего уровня минерализации воды, степени зарастаемости макрофитами, режима биогенных веществ, характера аборигенной и интродуцируемой ихтиофауны, а также непроточности, мелководности и отсутствия резких колебаний уровня. В настоящее время в водоеме-охладителе сформировался режим повышенной минерализации за счет сульфатов и хлоридов, превышающих фоновые значения в 2-4 раза. В связи с сокращением площадей зарастания макрофитами отмечено значительное увеличение содержания в воде биогенов, особенно нитратов: до 3,6-8,8 мг/л, азота аммонийного - до 0,15-0,33, фосфора - до 0,12-0,36 мг/л регистрируются также и загрязняющие вещества - медь, цинк, железо.
В связи с вводом в эксплуатацию энергоблока №2, а также в целях снижения
уровня минерализации в чаше охладителя планируется частичная замена объема воды путем сифонирования воды в Приплотинный плёс и закачка свежей воды из того же плёса насосной станцией (этот технологический процесс называется продувкой). В результате указанного мероприятия следует ожидать изменения гидробиологического режима, как в водоеме-охладителе, так и в сопряженной акватории Приплотинного плёса.
Представленные в настоящей статье материалы являются началом биомониторинга, связанного с предстоящей продувкой охладителя, где использованы исходные данные Волгоградского отделения ФГНУ ГосНИОРХ, филиала концерна «Росэнергоатом «Ростовская атомная станция», АзНИИРХ.
Исследования высшей водной растительности на водоеме-охладителе в течение многих лет показали высокую степень его зарастания, чему способствуют непроточность, небольшие глубины, отсутствие резких колебаний уровня и повышенный температурный фон.
Сообщество макрофитов водоема представлено двумя экологическими группами водных растений: жесткой - воздушно-водной (главным образом - тростник обыкновенный, рогоз узколистный, камыш озерный) и мягкой погруженной (различные виды рдестов, уруть, хара, валлиснерия, роголистник и др.).
Общая площадь зарослей водных растений на конец 90-х годов достигала 90% площади водоема. К 2004 г., в связи с проведением биомелиоративных мероприятий по вселению в водоем белого амура, она уменьшилась до 70% и продолжает снижаться к настоящему времени. По состоянию на 2006г. сократился видовой состав водных растений, прежде всего погруженных, а также занимаемая ими площадь. Участки зарослей мягкой растительности составили всего 23% акватории водоема. Отмечено значительное снижение продуктивности мягкой растительности, максимальная плотность покрытия дна которой достигает 1,12 кг/м2.
Однако, общая зарастаемость пруда макрофитами продолжает оставаться высокой, что обусловливает значительную роль высшей водной растительности в продуцировании первичного органического вещества водоема и определенное участие в системе внутриводоемных процессов (использование биогенов и загрязняющих веществ, образования детритных пищевых цепей).
По результатам визуальных наблюдений в августе-сентябре 2009 г. общая площадь зарастаний высшей водной растительностью акватории охладителя составила приблизительно 30%. Из них примерно 1/3 часть представлена разреженными ассоциациями рдестовых и роголистника. Жесткая растительность, сформированная тростником и рогозом, образует более плотные заросли, преимущественно в зоне сильного подогрева. Ориентировочно, на настоящее время, продукцию мягкой растительности можно оценить величиной 0,4-0,6 кг/м2.
Интенсивность развития планктонной флоры в охладителе в основном находилась в зависимости от степени зарастания макрофитами, которые «перехватывали» биогены и от наличия в водоеме интродуцента - белого толстолобика, типичного потребителя планктонных водорослей. До 2008 г. эти факторы ограничивали активную вегетацию сообщества и оказывали на него значительный пресс. Средневегетационная биомасса
3 „
фитопланктона в этот период не превышала 1,0-2,0 г/м и только в летний сезон достигала 4,0 г/м3 (рисунок 1). С 2008 г. вселение толстолобика было прекращено, осуществлялся только вылов. Для улучшения кормовой базы была проведена альголизация охладителя штаммом хлореллы. Эти условия активизировали развитие планктонной флоры, расширили видовой спектр.
Рисунок 1 - Структура и интенсивность развития фитопланктона водоема-охладителя Ростовской АЭС в 2007-2009 гг.
В настоящее время сообщество характеризуется значительным разнообразием (370 видов и разновидностей, с преимуществом представителей зеленых - 34%). В флористическом составе регистрируются широко распространенные формы, характерные для небольших мелководных, слабосолоноватых водоемов, с обильным зарастанием макрофитами, с типичным комплексом мезогалобов по отношению к солености, с индикаторами [З-мезосапробами, характеризующими умеренное загрязнение водоема - III класс вод. [1,2]
Сезонная динамика структурно-функциональных характеристик сообщества планктонной флоры соответствует эвтрофным водоемам умеренной зоны с доминирующим комплексом типичных космополитов: из синезеленых рр. Aphanizomenon, Anabaena, Microcystis, Oscillatoria; из диатомовых рр. Nitzschia, Stephanodiscus; из криптофитовых рр. Chroomonas, Cryptomonas, Rhodomonas, из зеленых виды рр. Chlamydomonas, Pediastrum, Scenedesmus. В составе экологических группировок регистрируется комплекс мезогалобов - типичных представителей (индикаторов) континентальных солоноватых вод (Amphiprora paludosa, Nitzschia reversa, Pleurosigma elongatum, Anabaena bergii, Binuclearia lauterbornii).
Следует отметить, что в охладителе сформировался собственный альгоценоз и сходство с таковым в Цимлянском водохранилище составляет всего 30%. Обильного летне-осеннего «цветения» синезеленых в исследуемом водоеме не наблюдается, в то время как в Приплотинном плёсе оно достигает значительных концентраций 20-50 г/м , в нагонах до 1500 г/м3.
По данным 2009 г. в охладителе среднелетняя биомасса фитопланктона достигала 12,0 г/м3, соответственно, рассчитанная величина продукции сообщества была равна 25,0 г/м . Эти показатели характеризуют водоем как «высококормный», способный обеспечить пищей водные организмы последующих трофических уровней (табл. 1).
Таблица 1 - Биомасса (В) и продукция (Р) фитопланктона водоема-охладителя за 2006-2009 гг.
Год В, мг/л (г/м3) Pi, мг/л (г/м3) Р2, г/м2
2006 (май, август, ноябрь) 1,005 0,704 2,111
2007 (май-октябрь) 0,621 0,435 1,304
2008 (май-сентябрь) 2,854 1,998 5,993
2009 (август-октябрь) 11,960 8,372 25,116
Планктонная фауна охладителя по видовому составу идентична Приплотинному плёсу. Доминирующий спектр коловраток представлен Keratella quadrata, Asplanchnopus hyalinus, Asplanchna priodonta, рачковый комплекс составляют: Heterocope caspia, Moina macrocopa, Diaphanosoma brachyurum, Bosmina longirostris, Podonevadne trigona, Eurytemora grimmi и Calanipeda aqua-dulcis.
По интенсивности развития зоопланктон 2007-2009 гг. регистрировался как относительно стабильный, с биомассой 844-1454 мг/м3, основу которой формировал рачковый комплекс (табл. 2).
Таблица 2. - Биомасса и продукция зоопланктона водоема-охладителя (по материалам 2007-2009 гг.), рассчитанная по Р/В коэффициентам
Группы организмов 2007 г. май-октябрь 2008 г. май-сентябрь 2009 г. август-октябрь
В* р** В* р** В* р**
Коловратки 39,5 1,42 21,8 0,79 125,21 4,51
Кладоцеры 71,5 1,93 384,19 10,37 586,63 15,84
Копеподы 1343,12 16,12 813,36 9,76 132,20 1,59
Всего 1454,1 19,47 1219,35 20,92 844,04 21,93
^ ^ jjíjjí ^ Примечание. В - биомасса, мг/м , Р - продукция, г/м .
По индексу сапробности виды-индикаторы зоопланктона характеризуют воду водоема-охладителя как умеренно-слабозагрязненную, II-III класса.
Развитие всех групп зоопланктона, динамика их численности и биомассы в охладителе, подчиняются общим закономерностям, свойственным водоемам умеренной зоны, в том числе и Цимлянскому водохранилищу. [3,4] Максимальный пик развития исследуемого сообщества водоема-охладителя приходился на июль. Одной из вероятных причин возрастания количественных показателей зоопланктона в современный период является вселение штамма Chlorella vulgaris, которая оказалась стимулирующим фактором для активной вегетации фитопланктона (биомасса которого за лето возросла в 5 раз относительно 2006-2007 гг.). Эти факторы улучшили пищевые условия зоопланктонных организмов и их биомасса в 2007-2009 гг. увеличилась в 5,0 раз относительно предыдущих лет (1999-2006 гг.). Определенное значение имеют детритные связи за счет отмирания высшей водной растительности.
В современный период продукционные показатели сообщества (продукция
3 „
21,0г/м ) свидетельствуют, что в водоеме существует резерв неиспользованной пищи, в
основном из-за отсутствия потенциальных потребителей зоопланктона, в частности, рыб-планктофагов, что предполагает их дополнительное вселение.
В составе донной фауны водоема-охладителя в летне-осенний период 2009 г. было зарегистрировано 28 видов макрозообентоса. Основу биотического разнообразия составили личинки хирономид, олигохеты и высшие ракообразные. В категорию массовых (с частотой встречаемости от 50 до 83%) входило 8 видов: Corophium curvispinum, Dikerogammarus haemobaphes из ракообразных, Potamothrix moldaiensis, Limnodrilus claparedeanus из олигохет, Hypaniola kowalewskii из полихет, Dreissena polymorpha, Hypanis (Monodacna) colorata из моллюсков и Chironomus plumosus из личинок хирономид. При этом наиболее существенный вклад в суммарные показатели бентоса из них вносили - Dreissena polymorpha, Hypanis (Monodacna) colorata, Corophium curvispinum, Dikerogammarus haemobaphes и Limnodrilus claparedeanus. Интенсивность развития донной фауны характеризовалась величинами - 5489 экз./м и 80,288 г/м2, в т.ч. «мягкого» 4495 экз./м2 и 4,094 г/м2 (табл. 3).
Основу макрозообентоса составили моллюски (18% численности и 95% биомассы) и ракообразные (64% и 4%, соответственно).
Сезонные изменения структурно-функциональных характеристик бентоса водоема-охладителя в целом подчиняются общим закономерностям, наблюдаемым в водоемах юга Европейской части РФ.
Максимальное развитие донных организмов регистрировалось в зоне водозабора и в районе прибрежных зарослей с доминирующими группами моллюсков и ракообразных.
Таблица 3 - Динамика развития зообентоса водоема-охладителя в летне-осенний период 2009 г., средние показатели численности (экз./м2) и биомассы (г/м2)
по станциям наблюдений
Группы организмов Август Сентябрь Октябрь В среднем по водоему
экз./ 2 м г/ м2 экз./ 2 м г/ м2 экз./ 2 м г/ м2 экз./ 2 м г/ м2
Олигохеты 207 0,10 527 0,34 513 0,41 416 0,29
Полихеты 133 0,15 207 0,25 280 0,54 206 0,31
Ракообразные 3027 2,15 4817 2,64 2733 4,55 3526 3,11
Хирономиды 340 0,19 147 0,11 507 0,78 331 0,36
Моллюски 680 20,56 1130 172,40 1187 35,63 999 76,19
Прочие 0 0 7 0,02 40 0,07 16 0,02
Общий бентос 4387 23,14 6835 175,76 5260 41,99 5489 80,29
В т.ч. «мягкий» бентос 3707 2,59 5705 3,36 4073 6,36 4495 4,09
В многолетнем аспекте структура бентофауны водоема претерпела ряд изменений: уменьшилось число видов моллюсков и высших ракообразных, но расширился видовой спектр олигохет и личинок хирономид. В составе донного сообщества водоема-охладителя регистрируются идентичные виды, характерные для Приплотинного плёса. [5] Массовые формы и виды-доминанты являются олигогалинными, обладающими большей или меньшей выносливостью к осолонению
вод, свойственными для мелководных водоемов, эвритермичными лито- и фитофилами [6], что позволило им наиболее интенсивно развиваться в сложившихся условиях охладителя.
Интенсивность развития сообщества с 2003-2009 гг. регистрировалась как
«-» 2 относительно низкое и стабильное, с биомассой на уровне 200,0 г/м , с некоторым
снижением в 2004-2006 гг. до 81-39 г/м2. Подобные межгодовые флуктуации в развитии
зообентоса естественны для водоема и связаны, прежде всего с характером
формирующейся аборигенной ихтиофауны, в частности с преимущественным
наличием бентофагов и объемами вселения интродуцентов - черного амура и карпа -
потребителей донных организмов.
В настоящее время продуктивность донного сообщества невысока и в среднем составила 120 г/м2 дна общего бентоса, в т.ч. 21 г/м2 «мягкого», что свидетельствует о значительном потреблении зообентоса водными организмами, особенно рыбами-бентофагами, которые преобладают в составе аборигенного ихтиоценоза. [7]
Литература
1. Баринова С.С., Медведева Л.А., Анисимова О.В. Биоразнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды. Тель-Авив, 2006, 498 с.
2. Гусева К.А. «Цветение» воды, его причины, прогнозы и меры борьбы с ним. -Тр. ВГБО, т. IV. - М. 1952. с. 3-92.
3. Гламазда В.В. Динамика зоопланктона Цимлянского водохранилища (по материалам 1966 - 1968 гг.). // Труды Волгоградского отделения ГосНИОРХ, т. 5, 1971с. 25-44.
4. Гламазда В.В. Современное состояние зоопланктона Цимлянского водохранилища и его продукция.//Сборник научных трудов ГосНИОРХ, вып. 184, 1982с. 30 - 34.
5. Горелов В.П. Состояние донных кормовых ресурсов Цимлянского водохранилища (по данным 1998-1999 гг.)// Рыбохозяйственные исследования в бассейне Волго-Донского междуречья на соременном этапе (к 50-летию Волгоградского отделения ГосНИОРХ) С-Пб, 2002,с. 53-61.
6. Мордухай-Болтовской. Каспийская фауна в Азово-черноморском бассейне. Москва-Ленинград. Изд-во Академии наук СССР, 1960. 288 с.
7. Вехов Д.А. Рыбное население водоема-охладителя Волгодонской АЭС.//Наст. сборник.
Горская Ольга Ивановна - начальник отдела контроля экологической безопасности Ростовской АЭС.
Калинина Светлана Григорьевна - кандидат биологических наук, заведующая лабораторией водной экологии Волгоградского отделения Государственного научно-исследовательского института озерного и речного рыбного хозяйства (ВО ФГНУ ГосНИОРХ). E-mail: [email protected]
Кравцова Галина Васильевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории водной экологии Волгоградского отделения Государственного научно-исследовательского института озерного и речного рыбного хозяйства (ВО ФГНУ ГосНИОРХ).
Черешнева Людмила Анатольевна - научный сотрудник лаборатории водной экологии Волгоградского отделения Государственного научно-исследовательского
института озерного и речного рыбного хозяйства (ВО ФГНУ ГосНИОРХ). E-mail: [email protected]
Ракуть Светлана Владимировна - старший научный сотрудник лаборатории водной экологии Волгоградского отделения Государственного научно-исследовательского института озерного и речного рыбного хозяйства (ВО ФГНУ ГосНИОРХ).
Випхло Екатерина Владимировна - младший научный сотрудник лаборатории водной экологии Волгоградского отделения Государственного научно-исследовательского института озерного и речного рыбного хозяйства (ВО ФГНУ ГосНИОРХ). E-mail [email protected]
Бублик Мария Сергеевна - инженер отдела контроля экологической безопасности Ростовской АЭС.
Gorskaya Olga I. - the head of department of control of ecological safety of the Rostov Nuclear Power Plant.
Kalinina Svetlana G. - candidate of Biology, managing laboratory of water ecology of the Volgograd Division State Institute for Lake and River Fisheries (FGNU GOSNIORKH). E-mail: [email protected]
Kravtsova Galina V. - candidate of Biology, the senior research associate of laboratory of water ecology of the Volgograd Division State Institute for Lake and River Fisheries (FGNU GOSNIORKH).
Chereshneva Lyudmila A. - the research associate of laboratory of water ecology of the Volgograd Division State Institute for Lake and River Fisheries (FGNU GOSNIORKH). E-mail: [email protected]
Rakut Svetlana V. - the-senior research associate of laboratory of water ecology of the Volgograd Division State Institute for Lake and River Fisheries (FGNU GOSNIORKH).
Vipkhlo Ekaterina V. - the-junior research associate of laboratory of water ecology of the Volgograd Division State Institute for Lake and River Fisheries (FGNU GOSNIORKH). E-mail [email protected]
Bublik Maria S. - the engineer of department of control of ecological safety of the Rostov Nuclear Power Plant.
